EP2384700A1 - Portable computer tomography device - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a computed tomography device, and more particularly to a portable computed tomography device.
- the present invention is based on the realization that it is not necessary to arrange all components within a shield in a computed tomography device, but that it is sufficient to arrange the components exposed to the x-radiation in the shielded space.
- the shielding material can be reduced, and hence the weight of the computed tomography device.
- the rotation device is sufficient to produce a complete computer tomographic representation. If the object has a larger dimension in the vertical direction than the extent of the X-ray beam, the turntable 48 with the rotation device 38 arranged thereon is moved in the vertical direction by the displacement device 40, which is controlled accordingly by the traversing device control 44, so that a complete computer tomography Recording the object can be achieved.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Computertomographievorrichtung und insbesondere eine tragbare Computertomographievorrichtung.The present invention relates to a computed tomography device, and more particularly to a portable computed tomography device.
Computertomographievorrichtungen ermöglichen eine Aufnahme vieler Röntgenbilder eines Objekts aus verschiedenen Richtungen, um basierend auf diesen Röntgenbildern eine dreidimensionale Darstellung des Objekts zu erzeugen. Bekannte Computertomographieanlagen sind zu groß, schwer und unhandlich, um von einer Person getragen werden zu können bzw. dürfen. Diesbezüglich begrenzt der Arbeitsschutz in Deutschland das maximale Gewicht tragbarer Gegenstände auf 25 kg.Computed tomography devices allow many X-ray images of an object to be acquired from different directions to produce a three-dimensional representation of the object based on these X-ray images. Known computed tomography systems are too large, heavy and unwieldy to be worn by a person or may. In this regard, occupational safety limits the maximum weight of portable items to 25 kg in Germany.
Es sind transportierbare Computertomographieanlagen bekannt, bei denen eine Transportmöglichkeit über Gestelle mit Rädern realisiert wird. Gewichte dieser Anlagen reichen von 80 kg bis 32 kg. Um die nötige Steifigkeit zu erhalten, wird Stahl als Grundelement verwendet. Bei solchen bekannten transportablen Systemen ist das gesamte Gehäuse von einer Abschirmung umgeben. Derartige transportable Systeme sind jedoch aufgrund ihres Gewichts und ihrer äußeren Abmaße nicht als tragbare Systeme geeignet.Transportable computed tomography systems are known in which a transport possibility is realized by means of racks with wheels. Weights of these systems range from 80 kg to 32 kg. To obtain the necessary rigidity, steel is used as the basic element. In such known portable systems, the entire housing is surrounded by a shield. However, such portable systems are not suitable as portable systems because of their weight and external dimensions.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine tragbare Computertomographievorrichtung zu schaffen.The object of the present invention is to provide a portable computed tomography device.
Diese Aufgabe wird durch eine Computertomographievorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a computed tomography device according to claim 1.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Computertomographievorrichtung mit folgenden Merkmalen:
- einem tragbaren Gehäuse;
- einer Mehrzahl von in dem Gehäuse angeordneten Komponenten, die ausgebildet sind, um Signale zu erzeugen, die eine computertomographische Darstellung eines Objekts ermöglichen; und
- einer Abschirmungseinrichtung, die einen abgeschirmten Raum in dem tragbaren Gehäuse definiert, um die Umgebung vor in dem tragbaren Gehäuse erzeugter Röntgenstrahlung abzuschirmen,
- wobei die Komponenten, die Röntgenstrahlung ausgesetzt sind, in dem abgeschirmten Raum angeordnet sind, und wobei zumindest eine der Komponenten außerhalb des abgeschirmten Raums in dem Gehäuse angeordnet ist.
- a portable housing;
- a plurality of components disposed in the housing and configured to generate signals that enable a computed tomographic representation of an object; and
- shielding means defining a shielded space in the portable housing to shield the surroundings from X-rays generated in the portable housing,
- wherein the components exposed to X-radiation are disposed in the shielded space, and wherein at least one of the components is disposed outside the shielded space in the housing.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass es nicht notwendig ist, bei einer Computertomographievorrichtung sämtliche Komponenten innerhalb einer Abschirmung anzuordnen, sondern dass es ausreicht, die Komponenten, die der Röntgenstrahlung ausgesetzt sind, in dem abgeschirmten Raum anzuordnen. Durch eine solche Reduzierung des abgeschirmten Raumes kann das Abschirmmaterial reduziert werden, und folglich das Gewicht der Computertomographievorrichtung.The present invention is based on the realization that it is not necessary to arrange all components within a shield in a computed tomography device, but that it is sufficient to arrange the components exposed to the x-radiation in the shielded space. By thus reducing the shielded space, the shielding material can be reduced, and hence the weight of the computed tomography device.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung werden nur eine Röntgenstrahlungsquelle, ein Objektraum und der Teil eines Röntgenstrahlungsdetektors, der Röntgenstrahlung ausgesetzt ist, mit einer Abschirmung versehen, während andere Komponenten, wie z. B. ein Hochspannungsgenerator oder Steuereinrichtungen für eine oder mehrere Positionierungseinrichtungen nicht mit einer Abschirmung versehen sind.In embodiments of the invention, only an X-ray source, an object space, and the portion of an X-ray detector exposed to X-radiation are shielded while other components, such as the X-ray detector. B. a high voltage generator or controllers for one or more positioning devices are not provided with a shield.
Ausführungsbeispiele der Erfindung weisen eine Einrichtung zum Kühlen der Röntgenstrahlungsquelle auf, die teilweise oder ganz in dem abgeschirmten Raum angeordnet sein kann. Durch das Vorsehen einer Kühleinrichtung ist es möglich, die Abmessungen der Computertomographievorrichtung zu reduzieren, so dass diese in einem tragbaren Gehäuse implementiert werden kann.Embodiments of the invention include means for cooling the x-ray source, which may be partially or entirely disposed in the shielded space. By providing a cooling device, it is possible to reduce the dimensions of the computed tomography device so that it can be implemented in a portable housing.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung weist die Einrichtung zum Kühlen Wärmekoppelelemente, die an der Röntgenstrahlungsquelle angebracht sind, Wärmeleitungen zum Ableiten von Wärme von den Wärmekoppelelementen zu Kühllamellen und zumindest einen Lüfter, um Wärme von den Kühllamellen nach außen zu transportieren, auf. Eine solche Kühleinrichtung ermöglicht einen kompakten Aufbau der Computertomographievorrichtung.In embodiments of the invention, the means for cooling heat coupling elements, which are attached to the X-ray source, heat pipes for dissipating heat from the heat coupling elements to cooling fins and at least one fan to transport heat from the cooling fins to the outside, on. Such a cooling device enables a compact construction of the computed tomography device.
Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen ferner eine Positionierungseinrichtung zum Positionieren eines Objekts in dem Objektraum, wobei eine Rotationseinrichtung vorgesehen sein kann, um ein Objekt relativ zu der durch die Röntgenstrahlungsquelle erzeugten Strahlung zu drehen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Verfahreinrichtung vorgesehen sein, die ausgelegt ist, um das Objekt relativ zu der Röntgenstrahlung zu verfahren, um verschiedene Abschnitte des Objekts der Röntgenstrahlung auszusetzen. Somit ermöglichen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung die Erzeugung einer Schrauben-Computertomographie (Helix-Computertomographie).Embodiments of the invention further comprise a positioning device for positioning an object in the object space, wherein a rotation device may be provided to rotate an object relative to the radiation generated by the X-ray source. Alternatively or additionally, a traversing device may be provided which is adapted to move the object relative to the X-ray radiation to expose different portions of the object to the X-radiation. Thus, embodiments of the present invention enable the generation of helical computed tomography (Helix Computed Tomography).
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung sind elektronische Bauteile der Computertomographievorrichtung außerhalb des abgeschirmten Raums angeordnet. Dadurch können die elektronischen Bauteile durch die Abschirmung vor der Röntgenstrahlung geschützt werden. Beispiele solcher elektronischen Bauteile sind ein oder mehrere Steuerungen für die Positionierungseinrichtung.In embodiments of the invention, electronic components of the computed tomography device are located outside of the shielded space. As a result, the electronic components can be protected by the shield from the X-rays. Examples of such electronic components are one or more controls for the positioning device.
Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weisen eine Röntgenstrahlungsquelle und ein Hochspannungsgenerator eine Längsachse auf, wobei die Röntgenstrahlungsquelle und der Hochspannungsgenerator derart angeordnet sind, dass die Längsachsen derselben senkrecht zueinander sind. Somit ist es möglich, diese Komponenten auf Platz sparende Weise anzuordnen. Ferner kann durch eine solche Vorgehensweise der Schwerpunkt der Computertomographievorrichtung mehr zur Mitte hin verschoben werden, was positiv hinsichtlich der Tragbarkeit der Computertomographievorrichtung ist.In embodiments of the present invention, an X-ray source and a high voltage generator have a longitudinal axis, wherein the X-ray source and the high voltage generator are arranged such that the longitudinal axes thereof are perpendicular to each other. Thus, it is possible to arrange these components in a space-saving manner. Further, by such an approach, the center of gravity of the computed tomography device can be shifted more toward the center, which is positive in terms of portability of the computed tomography device.
Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können Wände des tragbaren Gehäuses in Sandwich-Bauweise ausgeführt sein. Eine solche Bauweise eignet sich insbesondere für eine Bodenplatte des tragbaren Gehäuses, da dadurch eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht erreicht werden kann.In embodiments of the present invention, walls of the portable housing may be sandwiched. Such a construction is particularly suitable for a bottom plate of the portable housing, as this high strength with low weight can be achieved.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung weisen ein Schienensystem auf, an dem Röntgenstrahlungsquelle, Positionierungseinrichtung und Röntgenstrahlendetektor befestigt sind. Dadurch kann eine hochgenaue Ausrichtung der genannten Komponenten zueinander erreicht werden, so dass die zur Erzeugung einer Computertomographie erforderlichen Signale auf vorteilhafte Weise erhalten werden können. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung umfasst die Computertomographievorrichtung einen USB-Anschluss, so dass ein kompliziertes Anschließen der Anlage an einen Computer entfallen kann. Über den USB-Anschluss können die erzeugten Signale an den Computer ausgegeben werden, der dann die zur Erzeugung der Computertomographie-Darstellung erforderlichen Berechnungen durchführen kann. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann die Computertomographievorrichtung auch Rechenmittel aufweisen, um die erforderlichen Berechnungen teilweise oder ganz durchzuführen. Bei wiederum alternativen Ausführungsbeispielen kann die Computertomographievorrichtung auch einen Bildschirm aufweisen, der eine Anzeige der aufgenommenen Bilder ermöglicht.Embodiments of the present invention include a rail system having x-ray source, positioning means and x-ray detector mounted thereon. As a result, a high-precision alignment of said components relative to one another can be achieved so that the signals required for generating a computed tomography can be obtained in an advantageous manner. In embodiments of the invention, the computed tomography device comprises a USB port, so that a complicated connection of the system to a computer can be omitted. Through the USB port, the generated signals can be output to the computer, which can then perform the calculations necessary to generate the computed tomography display. In alternative embodiments, the computed tomography device may also include computing means to partially or completely perform the required calculations. In yet alternative embodiments, the computed tomography device may also include a screen that allows display of the captured images.
Unter einem "tragbaren" Gehäuse wird hierin ein solches verstanden, das Abmessungen aufweist, die es einer Person ermöglichen, die Computertomographievorrichtung zu tragen. Unter einer "tragbaren" Computertomographievorrichtung wird dabei bei Ausführungsbeispielen der Erfindung eine Computertomographievorrichtung verstanden, deren Gesamtgewicht maximal 25 kg beträgt, d. h. das Gewicht, auf das das maximal tragbare Gewicht durch den Arbeitsschutz begrenzt ist. Alternative Ausführungsbeispiele der Erfindung können ein Gewicht von weniger als 20 kg aufweisen. Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Computertomographievorrichtungen können eine Länge von weniger als 500 mm, eine Breite von weniger als 500 mm und eine Höhe von weniger als 300 mm aufweisen. Ein von den Erfindern hergestellter Prototyp einer Computertomographievorrichtung wies ein Gewicht von 19 kg, eine Länge von 350 mm, eine Breite von 300 mm und eine Höhe von 230 mm auf.By a "portable" housing is meant herein one having dimensions that allow a person to carry the computed tomography device. A "portable" computed tomography device is understood in embodiments of the invention, a computed tomography device, the total weight of 25 kg, d. H. the weight to which the maximum portable weight is limited by occupational safety. Alternative embodiments of the invention may have a weight of less than 20 kg. Embodiments of computed tomography devices according to the invention may have a length of less than 500 mm, a width of less than 500 mm and a height of less than 300 mm. A prototype of a computed tomography device manufactured by the inventors had a weight of 19 kg, a length of 350 mm, a width of 300 mm and a height of 230 mm.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen somit einen tragbaren Computertomographen, der von einer Person tragbar ist, indem er kompakte Abmessungen aufweist, eine Helix-Computertomographie ermöglicht, eine innovative Kühlung für eine Röntgenstrahlungsquelle aufweist, eine gewichtsreduzierte Abschirmung besitzt und in Leichtbaukonstruktion ausgeführt ist.Embodiments of the invention thus provide a portable computed tomograph portable by a person having compact dimensions, enabling helical computed tomography, having innovative cooling for an X-ray source, having a weight-reduced shield, and being of lightweight construction.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig.1a,1b
- zwei gegeneinander um 180° gedrehte perspektivische Ansichten von Gehäuseteilen und einer Abschirmungseinrichtung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Computertomographievorrichtung;
- Fig. 2
- schematisch eine Draufsicht auf Merkmale eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Computertomographievorrichtung;
- Fig. 3
- schematisch eine Bodenplatte mit Schienensystem eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Computertomographievorrichtung;
- Fig. 4
- schematisch eine Röntgenstrahlungsquelle mit einer Kühlungseinrichtung; und
- Fig. 5
- schematisch eine Seitenansicht der Röntgenstrahlungsquelle mit einer Kühlungseinrichtung.
- 1a, 1b
- two perspective views rotated by 180 ° of housing parts and a shielding device of an embodiment of a computed tomography device according to the invention;
- Fig. 2
- schematically a plan view of features of an embodiment of a computed tomography device according to the invention;
- Fig. 3
- schematically a bottom plate with rail system of an embodiment of a computed tomography device according to the invention;
- Fig. 4
- schematically an X-ray source with a cooling device; and
- Fig. 5
- schematically a side view of the X-ray source with a cooling device.
An der Rahmenstruktur 10 sind Abschirmungen 12 und 14 auf geeignete Weise befestigt, wie in den
Erfindungsgemäß sind somit nur die Teile der Computertomographievorrichtung, in denen eine Röntgenstrahlung auftritt, mit einer Abschirmung versehen, d. h. nur Komponenten, die Röntgenstrahlung ausgesetzt sind, sind in einem abgeschirmten Raum angeordnet. Gemäß den
In dem tragbaren Gehäuse 20 sind Komponenten der Computertomographievorrichtung angeordnet, die ausgebildet sind, um Signale zu erzeugen, die eine computertomographische Darstellung eines Objekts ermöglichen. Diese Komponenten umfassen eine Röntgenstrahlungsquelle 30, einen Röntgenstrahlungsdetektor 32, einen Objektraum 34, einen Hochspannungsgenerator 36, eine Rotationseinrichtung 38, eine Verfahreinrichtung 40, ein Steuergerät 42 für die Rotationseinrichtung 38 und ein Steuergerät 44 für die Verfahreinrichtung 40. Die Röntgenstrahlungsquelle 30 ist über ein Hochspannungskabel 46 mit dem Hochspannungsgenerator 36 verbunden.In the
Die Rotationseinrichtung 38 ist auf einem Drehtisch 48 angeordnet. Justiervorrichtungen 50 zum manuellen Einstellen der Positionen des Röntgenstrahlendetektors 32 und des Drehtisches 48 können vorgesehen sein.The
Die Hochspannungsgenerator 36 kann ausgebildet sein, um eine übliche Netzspannung (beispielsweise 220 V) zu empfangen und diese in die für die Röntgenstrahlungsquelle 30 erforderliche Hochspannung umzuwandeln. Zu diesem Zweck kann in üblicher Weise ein Anschluss an ein externes Spannungsversorgungsnetz vorgesehen sein. Entsprechende Generatoren sind Fachleuten bekannt. Die Computertomographievorrichtung kann weiterhin entsprechende Netzteile (nicht gezeigt) aufweisen, um die für die übrigen Komponenten erforderlichen Versorgungsspannungen zu erzeugen. Neben dem Hochspannungskabel 46 erforderliche elektrische Verbindungen, beispielsweise zwischen den Steuereinrichtungen 42 und 44 und der Rotationseinrichtung 38 bzw. der Verfahreinrichtung 40 sind aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.The
Die von dem Röntgenstrahlungsdetektor 32 erzeugten Signale können beispielsweise nach einer Vorverarbeitung derselben über eine USB-Schnittstelle an einen Computer ausgegeben werden, wobei eine solche USB-Schnittstelle schematisch bei 52 gezeigt ist. Bei Ausführungsbeispielen kann die Computertomographievorrichtung ausgebildet sein, um über den USB-Anschluss von extern durch einen Computer gesteuert zu werden. Dabei können sämtliche Komponenten der Computertomographievorrichtung, wie z.B. Hochspannungsgenerator, Verfahreinrichtung, Rotationseinrichtung und Detektor über die USB-Schnittstelle gesteuert werden.The signals generated by the
Ferner sind in
Im Betrieb erzeugt der Generator 36 die für die Röntgenstrahlungsquelle 30 erforderliche Hochspannung, die über das Hochspannungskabel 46 zu der Röntgenstrahlungsquelle 30 übertragen wird. Die Röntgenstrahlungsquelle 30 erzeugt einen Röntgenstrahl 60, der auf eine Detektorfläche 62 des Röntgenstrahlungsdetektors 32 fällt. Ein Objekt wird auf der Rotationseinrichtung 38 platziert. Die Rotationseinrichtung 38 und somit das Objekt drehen sich unter Steuerung des Steuergeräts 42. Der zu untersuchende Bereich des Objekts (nicht dargestellt) befindet sich dabei in horizontaler Richtung vollständig in dem Röntgenstrahl 60. Der Röntgenstrahlungsdetektor erfasst die zur Erzeugung einer Computertomographie-Darstellung erforderlichen Signale und gibt diese über die USB-Schnittstelle 52 aus.In operation, the
Befindet sich das Objekt aufgrund der fächerförmigen Ausbildung des Röntgenstrahls auch in vertikaler Richtung vollständig im Röntgenstrahl, so reicht die Rotationseinrichtung aus, um eine vollständige computertomographische Darstellung zu erzeugen. Besitzt das Objekt in vertikaler Richtung eine größere Abmessung als die Erstreckung des Röntgenstrahls, so wird der Drehtisch 48 mit der darauf angeordneten Rotationseinrichtung 38 durch die Verfahreinrichtung 40, die durch die Verfahreinrichtungssteuerung 44 entsprechend gesteuert wird, in vertikaler Richtung bewegt, so dass eine vollständige computertomographische Aufnahme des Objekts erreicht werden kann. Durch die Verfahreinrichtung 40, die auch als Hubachse bezeichnet werden kann, und die Rotationseinrichtung 38, die auch als Rotationsachse bezeichnet werden kann, ist es somit möglich, eine Helix-Computertomographie durchzuführen und Objekte zu untersuchen, die größer sind als der Detektor.If, due to the fan-shaped formation of the X-ray beam, the object is also located completely in the X-ray beam in the vertical direction, then the rotation device is sufficient to produce a complete computer tomographic representation. If the object has a larger dimension in the vertical direction than the extent of the X-ray beam, the
Erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele umfassen somit eine Positionierungseinrichtung, die durch die Rotationseinrichtung 38 und/oder die Verfahreinrichtung 40 gebildet ist.Embodiments of the invention thus comprise a positioning device, which is formed by the
In
Wie in
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Bodenplatte 82 in Sandwich-Bauweise ausgeführt sein, so dass die Steifigkeit der Bodenplatte weiter erhöht und gleichzeitig Gewicht gespart werden kann. Die in Sandwich-Bauweise ausgeführte Bodenplatte kann beispielsweise durch eine in Wabenstruktur aufgebaute Aluminium-Sandwich-Bodenplatte ausgebildet sein.In embodiments of the invention, the
Nachfolgend wird Bezug nehmend auf die
In
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung umfassen somit ein ausgeklügeltes Kühlsystem für die Röntgenstrahlungsquelle, d. h. die Röhre, das eine kompakte Bauweise und eine Erhöhung der Lebensdauer ermöglicht. Wie Bezug nehmend auf
Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen durch die Kombination einer kleinen Röntgenstrahlungsquelle, eines kompakten Detektors, kompakter Positionierungseinrichtungen, wie Rotationseinrichtung und Hubeinrichtung, und die Auswahl möglichst kleiner Steuergeräte eine vorteilhafte Anordnung aller Komponenten, die eine Minimierung des Volumens der Vorrichtung ermöglicht. Röntgenstrahlungsquelle und Hochspannungsgenerator dafür können in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sein. Die übrigen Komponenten können wie in
Wie oben ausgeführt wurde, umfassen Ausführungsbeispiele der Erfindung sowohl eine Rotationseinrichtung als auch eine Verfahreinrichtung. Dadurch wird eine Helix-Computertomographie ermöglicht, so dass es möglich ist, Bauteile zu untersuchen, die größer sind als der Detektor selbst. Ferner kann durch eine solche Vorgehensweise die Qualität der Rekonstruktionen durch Vermeidung von Artefakten deutlich verbessert werden. Weiterhin ermöglicht eine Helix-Computertomographie ein Vermessen von Objekten.As stated above, embodiments of the invention include both a rotator and a shuttle. This enables helical computed tomography, so that it is possible to examine components which are larger than the detector itself. Furthermore, such an approach can significantly improve the quality of the reconstructions by avoiding artifacts. Furthermore, a helical computed tomography allows a measurement of objects.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Steuerung über einen einzigen USB-Anschluss erfolgen, so dass ein kompliziertes Anschließen der Anlage an einen PC entfallen kann. Ausführungsbeispiele der Erfindung weisen somit einen universellen Anschluss auf, der jeweils an den aktuellen Stand der Technik angepasst sein kann, um den Einsatz nahezu jedes PCs oder Notebooks zu ermöglichen, da dieselben entsprechende Anschlussmöglichkeiten aufweisen. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung können daher nur zwei externe Anschlüsse ausreichend sein, ein Anschluss an ein externes Spannungsversorgungsnetz und ein Anschluss zur Ausgabe der erzeugten Signale, der gleichzeitig als Steueranschluss dienen kann.In embodiments of the invention, the control can be done via a single USB port, so that a complicated connection of the system to a PC can be omitted. Embodiments of the invention thus have a universal connection, which can be adapted to the current state of the art to allow the use of almost any PC or notebook, since they have corresponding connection options. In embodiments of the invention, therefore, only two external connections can be sufficient, one connection to an external power supply network and one connection for the output of the generated signals, which can simultaneously serve as a control connection.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit die Implementierung einer tragbaren Computertomographievorrichtung, und insbesondere einer tragbaren Computertomographievorrichtung mit einem Gewicht von weniger als 25 kg oder sogar weniger als 20 kg. Somit darf die Vorrichtung von einer Person getragen werden und kann somit überall eingesetzt werden. Es bedarf keiner weiteren Erläuterung, dass das tragbare Gehäuse mit geeigneten Mitteln versehen sein kann, um die Tragbarkeit desselben zu unterstützen, wie z.B. Griffen, Grifföffnungen oder Griffeinbuchtungen.The present invention thus enables the implementation of a portable computed tomography device, and more particularly a portable computed tomography device weighing less than 25 kg or even less than 20 kg. Thus, the device may be worn by one person and thus can be used anywhere. It goes without saying that the portable housing may be provided with suitable means to assist in the portability thereof, e.g. Handles, handle openings or handle indentations.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen eine Computertomographievorrichtung mit einem von einer Person tragbaren Gehäuse, einer Mehrzahl von in dem Gehäuse angeordneten Komponenten, die ausgebildet sind, um Signale zu erzeugen, die eine computertomographische Darstellung eines Objekts ermöglichen, und einer Abschirmungseinrichtung, die einen abgeschirmten Raum in dem tragbaren Gehäuse definiert, um die Umgebung vor in dem tragbaren Gehäuse erzeugter Röntgenstrahlung abzuschirmen, wobei die Komponenten, die Röntgenstrahlung ausgesetzt sind, in dem abgeschirmten Raum angeordnet sind, und wobei zumindest eine der Komponenten außerhalb des abgeschirmten Raums in dem Gehäuse angeordnet ist.Embodiments of the invention provide a computed tomography device having a person-portable housing, a plurality of components disposed in the housing configured to generate signals that enable a computed tomographic representation of an object, and a shielding device that encases a shielded space in the housing portable housing defined to shield the environment from in the X-ray radiation generated in the portable housing, wherein the components which are exposed to X-radiation are disposed in the shielded space, and wherein at least one of the components outside the shielded space in the housing is arranged.
Bei Ausführungsbeispielen können die Komponenten eine Röntgenstrahlungsquelle, einen Röntgenstrahlungsdetektor, einen Objektraum zwischen der Röntgenstrahlungsquelle und dem Röntgenstrahlungsdetektor und einen Hochspannungsgenerator aufweisen, wobei die Röntgenstrahlungsquelle, der Objektraum und zumindest teilweise der Röntgenstrahlungsdetektor in dem abgeschirmte Raum angeordnet sind, und der Hochspannungsgenerator außerhalb des abgeschirmten Raums angeordnet ist. Dabei können die Röntgenstrahlungsquelle und der Hochspannungsgenerator jeweils eine Längsachse aufweisen, wobei die Röntgenstrahlungsquelle und der Hochspannungsgenerator derart in dem Gehäuse angeordnet sind, dass die Längsachsen senkrecht zueinander sind. Eine Einrichtung zum Kühlen der Röntgenstrahlungsquelle kann bei Ausführungsbeispielen vorgesehen sein. Die Einrichtung zum Kühlen kann Wärmekoppelelemente, die an der Röntgenstrahlungsquelle angebracht sind, Wärmeleitungen zum Ableiten von Wärme von dem Wärmekoppelelement zu Kühllamellen und zumindest einen Lüfter, um Wärme von den Kühllamellen aus dem Gehäuse zu transportieren, aufweisen. Bei Ausführungsbeispielen können die Komponenten eine Positionierungseinrichtung zum Positionieren eines Objekts in dem Objektraum aufweisen. Die Positionierungseinrichtung kann eine Rotationseinrichtung aufweisen, die ausgelegt ist, um ein Objekt relativ zu der durch die Röntgenstrahlungsquelle erzeugten Strahlung zu drehen, und/oder eine Verfahreinrichtung aufweisen, die ausgelegt ist, um das Objekt relativ zu der Röntgenstrahlung zu verfahren, um verschiedene Abschnitte des Objekts der Röntgenstrahlung auszusetzen. Bei Ausführungsbeispielen können die Komponenten zumindest eine Steuereinrichtung für die Positionierungseinrichtung aufweisen, wobei die Steuereinrichtung außerhalb des abgeschirmten Raums in dem Gehäuse angeordnet ist.In embodiments, the components may include an x-ray source, an x-ray detector, an object space between the x-ray source and the x-ray detector, and a high voltage generator, wherein the x-ray source, the object space and at least partially the x-ray detector are disposed in the shielded space, and the high voltage generator is disposed outside the shielded space is. In this case, the X-ray source and the high-voltage generator each have a longitudinal axis, wherein the X-ray source and the high voltage generator are arranged in the housing, that the longitudinal axes are perpendicular to each other. A device for cooling the X-ray source may be provided in embodiments. The means for cooling may include heat coupling elements mounted on the x-ray source, heat pipes for dissipating heat from the heat coupling element to cooling fins, and at least one fan for transporting heat from the cooling fins to the housing. In embodiments, the components may include positioning means for positioning an object in the object space. The positioning device may include a rotation device configured to rotate an object relative to the radiation generated by the x-ray source, and / or a displacement device configured to move the object relative to the x-ray radiation to different portions of the x-ray source Subject the object to X-rays. In embodiments, can the components have at least one positioning device control device, wherein the control device is arranged outside the shielded space in the housing.
Bei Ausführungsbeispielen können die Komponenten elektronische Bauteile aufweisen, die außerhalb des abgeschirmten Raums in dem Gehäuse angeordnet sind. Bei Ausführungsbeispielen kann das Gehäuse kann eine Bodenplatte aufweisen, die in Sandwich-Bauweise ausgeführt ist. Bei Ausführungsbeispielen kann die Computertomographievorrichtung ein Schienensystem aufweisen, an dem zumindest einige der Komponenten befestigt sind. Bei Ausführungsbeispielen können die Röntgenstrahlungsquelle, die Positionierungseinrichtung und der Röntgenstrahlungsdetektor an dem Schienensystem befestigt sein. Bei Ausführungsbeispielen kann die Computertomographievorrichtung einen USB-Anschluss aufweisen. Bei Ausführungsbeispielen kann die Computertomographievorrichtung ein Gesamtgewicht von maximal 25 kg oder maximal 20 kg aufweisen und äußere Abmessungen von maximal 350 mm x 300 mm x 230 mm aufweisen.In embodiments, the components may include electronic components disposed outside the shielded space in the housing. In embodiments, the housing may have a bottom plate made in a sandwich construction. In embodiments, the computed tomography device may include a track system to which at least some of the components are attached. In embodiments, the x-ray source, the positioning device, and the x-ray detector may be attached to the rail system. In embodiments, the computed tomography device may include a USB port. In embodiments, the computed tomography device may have a total weight of a maximum of 25 kg or a maximum of 20 kg and external dimensions of at most 350 mm x 300 mm x 230 mm.
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